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首發(fā)命中與多發(fā)同著——現(xiàn)代炮兵技術(shù)解析
(本帖為盡量壓縮篇幅,不免有些繞口,但一定能看懂。)

  火炮按彈道大致分為加農(nóng)炮(彈道比較平直,也可稱為直射炮,大多為視距內(nèi)的直(接)瞄(準(zhǔn))火炮)、榴彈炮(彈道比較彎曲,也可成為曲射炮,大多為超視距的間(接)瞄(準(zhǔn))火炮)和迫擊炮(彈道非常彎曲,幾乎垂直砸向目標(biāo))。

  


  


  


  


  從外形上看,加農(nóng)炮炮管較長(嚴(yán)格叫做身(管長度和口)徑比較大),炮彈初速(離開炮管時(shí)的速度)較高,用于前線攻擊和支援,多用作坦克炮、反坦克炮、艦炮等;榴彈炮的炮管較短(與上述相反),多用于遠(yuǎn)程支援;迫擊炮就不用說了,射程雖然較近,但因?yàn)閺椀婪浅澢m合攻擊塹壕內(nèi)的敵人和山地戰(zhàn)、城市巷戰(zhàn)。

  隨著火炮技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了“加(農(nóng))榴(彈)炮”和“迫(擊)榴(彈)炮”,甚至,一些迫擊炮還能平射使用,僅從身管長度(長徑比)上區(qū)別火炮種類已很困難。不過,由于彈種、內(nèi)趟、重量、攻擊性能等等的區(qū)別,這些“中間型火炮”必然有其較為突出的單項(xiàng)性能,并非可以樣樣精通。(比如蘇系著名的車載、后裝填、有膛線的迫擊炮雖然可以應(yīng)急平射,但限于膛壓、彈藥、精度,打在對(duì)方坦克上只算“搔癢”~~)

  


  炮彈分為定裝和分裝兩種,前者裝藥量固定,因?yàn)槊芊夂?,膛壓高,比同樣裝藥的分裝炮彈威力更大,也更便于采用多種特殊結(jié)構(gòu)的彈頭,雖然分裝彈也能采用空心聚能、長桿穿甲等彈頭,但其可利用長度受到了彈頭長度的局限(蘇系125滑穿甲彈性能較差的主要原因之一),但它卻可以通過增加裝藥量的方式大幅度調(diào)節(jié)射程。

  


  


  常見的加農(nóng)炮往往使用“定裝彈藥”(彈頭和發(fā)射藥合為一個(gè)單筒內(nèi)),以便快速的攻擊視距射程內(nèi)的目標(biāo),它強(qiáng)調(diào)的是視距射程(比如2~4km)內(nèi)的有效攻擊力,除了坦克炮和艦炮,歐美國家已不再裝備太大口徑的加農(nóng)炮了;榴彈炮往往采用“分裝彈藥”(彈頭和發(fā)射藥分裝),先天結(jié)構(gòu)具有射程上的較大靈活性,它首先要保證射程上的遠(yuǎn)程支援能力,以先敵攔阻而后覆蓋,在沒有前出傳感和精確制導(dǎo)炮彈的時(shí)候,榴彈炮并不過于追求精度指標(biāo),而是靠過程校正和火力覆蓋彌補(bǔ)本身精度的不足。

  當(dāng)然,蘇系125坦克炮和大口徑遠(yuǎn)程艦炮是兩個(gè)“異類”,雖然屬于加農(nóng)炮的范疇,但都采用了分裝彈藥。值得注意的是,它們都對(duì)射速要求不是很高,裝甲厚重造成內(nèi)部空間有限的火炮,那么就可以為了威力而妥協(xié)掉裝填速度。同時(shí),也需達(dá)到更高的裝藥量,才能與同外形尺寸的定裝彈相當(dāng)。實(shí)際上,蘇系125坦克炮裝彈機(jī)初期可靠性不高,因?yàn)閺?fù)雜地形造成“剛性顛簸”對(duì)裝彈機(jī)構(gòu)的干擾遠(yuǎn)大于在海面上“柔性顛簸”的艦炮,除非采用“浮閥”原理或者完全“定軌”的“高壓”的運(yùn)作,才能保證125分裝炮彈的裝填可靠性。

  


  好了,介紹完基礎(chǔ),進(jìn)入正題。

  ————————————

  “首發(fā)命中”和“多發(fā)同著”(單炮發(fā)射的多發(fā)炮彈同時(shí)命中目標(biāo))是現(xiàn)代炮兵追求的兩個(gè)理想。

  加農(nóng)炮大多是“視距內(nèi)”射擊,即使超過了人目測距離,也有輔助儀器進(jìn)行直瞄距離的觀測,受自身高度、地形起伏、植被、建筑、近地氣候和地球曲率影響,過遠(yuǎn)的觀測和射擊距離是無用的,不如加強(qiáng)精度和威力。

  實(shí)際上,傳統(tǒng)的“靜對(duì)靜”射擊的精度是比較容易達(dá)到的,只要求得自身和目標(biāo)的“相對(duì)坐標(biāo)”(不需知道目標(biāo)的經(jīng)緯度和高度,只需知道它相對(duì)于你的三維距離/角度),熟悉火炮的彈道性能,加入環(huán)境干涉量,就可以非常準(zhǔn)確的命中目標(biāo)。但在實(shí)際應(yīng)用中,現(xiàn)代加農(nóng)炮要對(duì)付的往往是同樣為“前線突擊力量”的移動(dòng)目標(biāo),對(duì)方顯然不會(huì)一屁股坐下來等著你來打,所以為了保證攻擊效力,至少就要具備“靜對(duì)動(dòng)”射擊能力,而為了保存自己,則需具備“動(dòng)對(duì)動(dòng)”性能。

  


  “靜對(duì)動(dòng)”的精度建立在對(duì)目標(biāo)的行動(dòng)路線的精確預(yù)測上,而“動(dòng)對(duì)動(dòng)”則需預(yù)測自身和目標(biāo)的雙重位移。貌似很難,但地面車輛的位移速度還是比較有限的(除非自身或目標(biāo)突然栽進(jìn)坑里,以重力加速度來位移,哈哈~~),對(duì)方如果不作出“突然的”“很高的”“加速度”/“變速率”位移的話。(比如突然由20km/h提速到50km/h,并做瞄準(zhǔn)線徑向的轉(zhuǎn)向(即垂直與瞄準(zhǔn)線方向,順瞄準(zhǔn)線方向就是軸向,相對(duì)于炮彈速度,那就沒啥意義)

  


  所以西方坦克發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的重要指標(biāo)就是總功率、加速度、轉(zhuǎn)向靈活性),兩次激光定位就能基本預(yù)測其三維軌跡了,只要再及時(shí)(對(duì)方未改變運(yùn)動(dòng)軌跡之前)的把速度很高的炮彈發(fā)射出去,就能保證很高的命中精度了。(現(xiàn)代先進(jìn)坦克火控還能存貯目標(biāo)位移數(shù)據(jù)并加以預(yù)測計(jì)算,即使目標(biāo)運(yùn)動(dòng)到遮蔽物之后,也能大致的指向目標(biāo)。)

  


  實(shí)際上,對(duì)于2km交戰(zhàn)距離而言,目標(biāo)在“瞄準(zhǔn)——發(fā)射——命中”過程中的“機(jī)動(dòng)角度”(注意,不是距離)有限,但己方坦克炮本身始終在經(jīng)歷著地面顛簸的嚴(yán)重干擾,自身顛偏幾度,到達(dá)目標(biāo)就可能差了n米遠(yuǎn),這“二點(diǎn)(自身、目標(biāo))一線(彈道)”的第一個(gè)點(diǎn)最難把握,所以各國基本能達(dá)到“靜對(duì)動(dòng)”的精度,達(dá)到很高的動(dòng)對(duì)動(dòng)精度的卻并不多。

  要達(dá)到對(duì)自身坐標(biāo)得精確把握,“懶辦法”就是“短?!保?/b>給火控系統(tǒng)精確測算的時(shí)間,然后穩(wěn)定的發(fā)射出去(實(shí)際上,“突然短?!边€有利于自身“避彈”,但面對(duì)火控性能好的對(duì)手,在若干秒內(nèi)就成了死靶子,并且對(duì)于老式坦克而言,重新啟動(dòng)加速又需要時(shí)間);“苯辦法”就是始終精確的保持火炮的雙向穩(wěn)定(不論坦克如何動(dòng)作,只要不超出火炮轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速率限制,火炮始終穩(wěn)定的指向目標(biāo)),顯然,這需要極高的控制精度和速度,而往往也要限制坦克自身的位移速度和角度,即不能速度太快,不能變太高的加/減速,不能作太突然機(jī)動(dòng)(先進(jìn)火控會(huì)受限于復(fù)雜地形,但坦克本身也不“應(yīng)該”去那些地方,先進(jìn)觀瞄火控在平坦和微起伏地形上具有最大優(yōu)勢);“取巧的辦法”就是選擇“合適的時(shí)機(jī)”發(fā)射炮彈,即火控系統(tǒng)先行調(diào)炮,在車體比較穩(wěn)定(仍在位移,但運(yùn)動(dòng)趨勢穩(wěn)定)的瞬間把炮彈發(fā)射出去(注意坦克“凌空”躍下時(shí)比正高速行駛在顛簸路面上還要穩(wěn)定),雖然這種時(shí)機(jī)也比較多,但顯然不如苯辦法更迅速及時(shí)。

  在過去沒有自動(dòng)化控制系統(tǒng)的時(shí)候,坦克能否準(zhǔn)確命中,就要看車組的“個(gè)人熟練”和“小組配合”程度,車長、炮長的“冷靜”和“靈感”,就好比在CS里“甩狙”一樣,而CS是個(gè)人控制,坦克車長還需控制車組,比CS還要難(俺當(dāng)年可以在奔跑跳躍時(shí)甩AK暴頭,哈哈~~),所以某些德軍坦克的神話般的戰(zhàn)績確實(shí)讓人佩服。現(xiàn)代火控系統(tǒng)的關(guān)鍵,在于通過精確的傳感器信號(hào),根據(jù)不同的自身位移速度精確調(diào)整火炮的位移速率,并達(dá)到很高的配合精度,其考核指標(biāo)實(shí)際在于對(duì)車體位移加速率的限制(加速度、加角速度)、反應(yīng)時(shí)間的快慢不僅是先敵開火,而且能大大提高命中率,變“絕對(duì)的動(dòng)”為“相對(duì)的靜”),同時(shí)火炮旋轉(zhuǎn)和高低速率等基本機(jī)械性能也成為主要上限。Ok,就是這樣,一套先進(jìn)的火控系統(tǒng)就好比CS“甩狙作弊器”一樣,你只需標(biāo)識(shí)目標(biāo)(先進(jìn)火控還能根據(jù)各目標(biāo)位置和運(yùn)動(dòng)趨勢篩選最具威脅的加以攻擊,并同時(shí)進(jìn)行躲避其他點(diǎn)攻擊的位移),就槍槍自動(dòng)甩狙了~~(俺常這么給客戶解釋,自動(dòng)化系統(tǒng)并不神秘,其實(shí)就是匯集了全套作業(yè)指導(dǎo)書和設(shè)計(jì)師、工藝員、熟練操作工的經(jīng)驗(yàn)匯編,也因此,即使同樣的自動(dòng)化硬件,程序的優(yōu)劣也會(huì)產(chǎn)生很大區(qū)別。)

  ————————

  榴彈炮追求的多發(fā)同時(shí)彈著,就是以極短的時(shí)間,以不同的裝藥量、發(fā)射角度/彈道發(fā)射出多發(fā)炮彈,利用炮彈飛行時(shí)間的長短差,達(dá)到多發(fā)同時(shí)命中的目的。(當(dāng)然,這是射程較近的時(shí)候,因?yàn)橹挥幸粭l最遠(yuǎn)射程彈道。如果可以隱蔽接敵并在極短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確集火攻擊,效果遠(yuǎn)比空有射程優(yōu)勢的火炮系統(tǒng)強(qiáng)大)這其實(shí)是現(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境“逼”出來的。

  


  由于技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的戰(zhàn)線已經(jīng)被打破,雙方的火炮射程也不再有太大差距。在遠(yuǎn)程支援射擊時(shí),由于炮彈飛行時(shí)間較長,軌跡可以預(yù)測,當(dāng)?shù)谝话l(fā)炮彈出口后幾秒鐘內(nèi),對(duì)方的炮兵雷達(dá)就能倒推出你的位置坐標(biāo),迅速用他的榴彈炮甚至戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈加以反擊。也就是說,在高技術(shù)炮戰(zhàn)中,榴彈炮的生存時(shí)間很短,除非能在這個(gè)時(shí)間內(nèi)打完就跑。各國紛紛發(fā)展機(jī)動(dòng)火炮的目的就在于此,但總不能打一發(fā)炮彈就撤,那攻擊效力未免太低了,所以各國紛紛發(fā)展“急促射”和“多發(fā)彈著”技術(shù)并加以綜合運(yùn)用,以求在最短的時(shí)間完成攻擊,并及時(shí)撤離。所以自行火炮自身的載彈量無需太高,減輕的重量可以提高機(jī)動(dòng)性能。要知道,自行的意義就在于打完就跑,跑到位再打,補(bǔ)彈可以在運(yùn)動(dòng)到安全位置時(shí)再從容進(jìn)行。那種拼勇氣拼耐力的傳統(tǒng)炮戰(zhàn)方式,是屬于拿破侖時(shí)代的了,在高科技戰(zhàn)爭中和自殺無異。

  也是為了更好的保護(hù)自己,同時(shí)還發(fā)展出了分散(位置)射擊(單炮或一個(gè)戰(zhàn)斗單位為一個(gè)炮位)集中命中的技術(shù),讓對(duì)方難以在短時(shí)間分別對(duì)多目標(biāo)展開反擊,分散的程度以對(duì)方一個(gè)炮兵單位的一次攻擊面積為界。

  


  在現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭中,密集的固定陣位射擊=自殺,退一步說,可能也只有一次攻擊的機(jī)會(huì)。雖然美國仍裝備了輕型固定火炮,但主要配屬輕型部隊(duì)便于空中機(jī)動(dòng)的,并且裝備了很高水平的輔助火控裝置。

  其實(shí),不論多發(fā)同著還是分射集擊,背后的支撐是“榴彈炮的首發(fā)命中”技術(shù),否則,鬼知道“多發(fā)同時(shí)彈著”會(huì)著到哪里去了~~一門炮尚且不準(zhǔn),多門炮也不會(huì)準(zhǔn),除非只求火力覆蓋。(命中的彈藥才是有效彈藥?!鋷У叮?

  相較加農(nóng)炮而言,榴彈炮調(diào)炮時(shí)間較為充裕,還可以預(yù)定陣地發(fā)射,但它要打的往往是超視距目標(biāo),所謂“隔山打牛”,榴彈炮需要得知自身和目標(biāo)的“絕對(duì)坐標(biāo)”,然后求出敵我相對(duì)坐標(biāo),配合已知的彈道參數(shù)和環(huán)境干涉,才能精確命中。

  


  由于過去絕對(duì)定位精度有限(在地圖中標(biāo)注測算,就算高精度軍用地圖,誤差1毫米,實(shí)際也會(huì)差很多的),炮彈飛行過程中的干擾測算精度有限(榴彈炮彈飛行時(shí)間長,彈道高,受橫風(fēng)影響比加農(nóng)炮更大),所以俺們??梢栽谟耙暺锌吹角俺龅呐诒^察組,在第一發(fā)/輪炮彈彈著后,進(jìn)行二次修正射擊。這時(shí)就可以“將絕對(duì)坐標(biāo)和環(huán)境干擾作為已知的系統(tǒng)誤差”,只需求得一次射擊和二次射擊的“相對(duì)差”。但因?yàn)橥允前础袄硐霃椀馈毙拚藦椫c(diǎn),所以仍會(huì)受到環(huán)境干擾,所以要在第三輪射擊前再加入第二輪實(shí)際和理論命中的差值,也即計(jì)入具體環(huán)境干擾量,才能可靠的保證命中精度。這在遠(yuǎn)程復(fù)雜環(huán)境條件下尤其明顯。彌補(bǔ)的辦法就是預(yù)先設(shè)定我方陣位并加以精確標(biāo)定,先期標(biāo)定對(duì)方可能的陣位或附近明顯標(biāo)志物,但這也很難保證首發(fā)命中,那么急促射和多發(fā)同著就都失去了意義。

  


  這就意味著,即使是有經(jīng)驗(yàn)的射擊指揮員,采用傳統(tǒng)射擊方式,也需2~3輪間歇式(等一輪著地再射一輪)射擊才能準(zhǔn)確命中目標(biāo),而對(duì)方如果有足夠的精度,恐怕已經(jīng)被對(duì)方的反擊炮火覆蓋了。

  在傳統(tǒng)方式中想提高精度,需采取密集炮陣,多炮短間隔單發(fā)試射的方式,并用前出的炮兵雷達(dá)對(duì)試射炮彈進(jìn)行彈道跟蹤和彈著預(yù)測。因?yàn)榛鹋诰嚯x近,可以認(rèn)為都出于同一坐標(biāo)點(diǎn),同型號(hào)火炮的彈道性能也一致,就可以不等A炮的試射彈落地,基本已知實(shí)際軌跡時(shí),就用B、C炮發(fā)出試射炮彈,在后者落地時(shí)就能求得絕對(duì)坐標(biāo)和環(huán)境干涉誤差。但問題在于需要前出炮兵雷達(dá)(與彈道呈較大角度才能提高探測精度),發(fā)射時(shí)間仍較長,可能不得不在正式射擊1~2輪后就必須高速撤退了。

  俺們注意到,解決問題的關(guān)鍵就在于敵我雙方的精確絕對(duì)坐標(biāo)和環(huán)境干擾量的確定,這就要通過衛(wèi)星技術(shù)和無人低空偵察機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)了,即高精度的GPS定位和氣象感知能力。這才能做到在第一輪射擊中就準(zhǔn)確的多發(fā)同著,而解決了一門炮的問題,多門炮就只剩一個(gè)管理協(xié)調(diào)問題了。

  這就是說,美國雖然仍裝備著貌似“原始”的輕型火炮,但只要有了精確傳感和高速網(wǎng)絡(luò)的支持(這恰恰是美國的強(qiáng)項(xiàng)),它的火炮就可以做到多門多發(fā)同時(shí)精確命中。美國的固定炮架火炮都是輕型快速反應(yīng)部隊(duì)的,因?yàn)閼?zhàn)略運(yùn)輸?shù)男枰鴽]有使用機(jī)動(dòng)炮車,它可以利用中型車輛和直升機(jī)迅速進(jìn)出陣地,也千萬不要以為它就是簡單的傳統(tǒng)火炮。(給美國的“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”打一個(gè)比方,就是可以讓多個(gè)不同位置的步兵同時(shí)向一個(gè)也許根本看不見地方扔手榴彈,這就是其“力量倍增器”的作用。)

  對(duì)于現(xiàn)代自行火炮而言,由于有發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力可用,通過電子自動(dòng)化控制各種機(jī)械裝置的動(dòng)作,就能實(shí)現(xiàn)“全自動(dòng)調(diào)炮”。即隨車炮兵只起到駕駛、維護(hù)、確認(rèn)、應(yīng)急的作用,這就又消除了人工調(diào)炮的誤差。

  要知道,人工調(diào)炮即使排除人為誤差,因?yàn)樾枰D(zhuǎn)動(dòng)齒輪,而人力非常有限,齒輪的傳動(dòng)比需非常大,雖然精度有所提高,但回轉(zhuǎn)速度很慢,且齒輪的齒距就決定了其火炮轉(zhuǎn)動(dòng)精度的區(qū)間范圍,這就決定了完全人工操作的火炮難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)“急促射和多發(fā)同時(shí)彈著”。如果使用自動(dòng)液電傳動(dòng)系統(tǒng),那么火炮身管回轉(zhuǎn)速度和精度將只與控制和傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能和精度有關(guān)了。所以不要把所有帶機(jī)動(dòng)底盤的火炮就視為一個(gè)水平吧~~

  ————————————

  精確制導(dǎo)炮彈貌似可以不太理會(huì)“初始精度”,只要“大致”飛向目標(biāo)范圍就可以了,它實(shí)際分為發(fā)射后不管的自尋的型和需額外抵近制導(dǎo)兩種形式。前者需要目標(biāo)具有突出于環(huán)境的特征,比如電磁、紅外、高速位移等信號(hào),再根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行篩選攻擊;后者就是所謂的激光(或其他形式的)制導(dǎo)炮彈。無疑,后者的打擊范圍更廣,精度也更高,但衛(wèi)星還難以滿足精度,也難以達(dá)到時(shí)效性,易受氣候干擾,往往需要戰(zhàn)斗小組前出照射/指示目標(biāo),如果對(duì)方裝備了告警裝置或前出搜索部隊(duì),指示小組可能被先行殲滅,制導(dǎo)炮彈就和普通炮彈無異了~~

  


  


  解決的辦法就是先行發(fā)射無人機(jī)或其他機(jī)動(dòng)型指示傳感器,隱蔽高速接敵,被動(dòng)探測,近繼主動(dòng)指示,在對(duì)方發(fā)現(xiàn)之時(shí),它們已受滅頂之災(zāi)。這些實(shí)現(xiàn)在理論上實(shí)現(xiàn)并不困難,關(guān)鍵是信號(hào)傳遞的抗干擾、速度、分配和可靠性的問題,即,仍是“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”的范疇。

  ————————

  通過這個(gè)帖子,大家應(yīng)該對(duì)所謂的“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”也有了些觀念上的認(rèn)識(shí)吧。

  俺多次強(qiáng)調(diào),計(jì)算機(jī)的發(fā)明是用來計(jì)算彈道和破解密碼的,而不是無紙辦公;網(wǎng)絡(luò)的發(fā)明是為了應(yīng)付核攻擊下的多點(diǎn)同級(jí)指揮的,而不是為了網(wǎng)游!

  至于“數(shù)字化”,不過是提高了速度、可靠性、精確變量調(diào)節(jié)(俺可以用繼電器搞出和PLC相似的控制程度,但體積會(huì)非常大,內(nèi)部會(huì)非常復(fù)雜,可靠性較低,應(yīng)變能力較差),難道喝著茶水看著大屏幕就YY成網(wǎng)絡(luò)指揮了?那不過是實(shí)現(xiàn)了前出電視信號(hào)的數(shù)字回傳而已,就汶川來看,連及時(shí)數(shù)字地圖的生成還很成問題呢。

  任一基層作戰(zhàn)單位沒有實(shí)用的終端,上層指揮部門也不能超越操作作戰(zhàn)平臺(tái),就仍不過是“傳統(tǒng)指揮模式的高速化”,而并非“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”,就更無法跟上美軍無人化攻擊平臺(tái)的步伐,這是一種模式、一種觀念上的差距。

  謝謝看完!

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